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Title in Portuguese: Avaliação do potencial antioxidante do líquido da castanha de caju (LCC) para materiais asfálticos através de diferentes métodos de envelhecimento
Title: Evaluation of the potential anti oxidizer of the cashew nut shell liquid (CNSL) for asphalt materials by different aging methods
Author: Oliveira, Alessandra Honório
Advisor(s): Castelo Branco, Verônica Teixeira Franco
Co-advisor(s): Soares, Sandra de Aguiar
Keywords: Transportes
Pavimentos
Ligantes - Recuperação
Materiais asfálticos - Rigidez
Issue Date: 20-Aug-2014
Citation: OLIVEIRA, A. H. Avaliação do potencial antioxidante do líquido da castanha de caju (LCC) para materiais asfálticos através de diferentes métodos de envelhecimento. 2014. 140 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Transportes)–Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2014.
Abstract in Portuguese: O envelhecimento do Cimento Asfáltico de Petróleo (CAP) é um processo natural causado, principalmente, por reações de volatilização de frações leves e de oxidação. Sabe-se que, com o passar dos anos, as misturas asfálticas envelhecem e ganham rigidez. Esse enrijecimento pode contribuir para o surgimento de trincas por fadiga nos pavimentos asfálticos, assim como, pode torná-los mais resistentes à deformação permanente. O Líquido da Castanha de Caju (LCC) é um “aditivo verde”, oriundo de fonte renovável e biodegradável e possui características antioxidantes. No Brasil, alguns trabalhos publicados ressaltam as características antioxidantes do LCC, no entanto, poucos são os trabalhos que consideram a sua aplicação na pavimentação. Neste estudo, o LCC é proposto como modificador do CAP 50/70 com o intuito de avaliar o seu potencial antioxidante. As misturas asfálticas e os CAP convencionais e modificados com 2% de LCC foram analisados antes e após diferentes processos de envelhecimento, em laboratório e ao natural. As misturas asfálticas foram envelhecidas em diferentes condições, amostras compactadas e soltas. Após os processos de envelhecimento e de recuperação dos CAP, estes foram avaliados em relação as suas propriedades empíricas e reológicas, sendo estas comparadas aquelas obtidas para o CAP não envelhecido. Além disso, o efeito do envelhecimento oxidativo foi analisado por meio da espectroscopia no infravermelho - FTIR (Fourier Transform Infrared Spectroscopy) e de mudanças na composição SARA (Saturados, Aromáticos, Resinas e Asfaltenos) dos ligantes através de cromatografia com o detector de ionização de chama - TLC - FID (Thin Layer Chromatography and Flame Ionization Detection). As misturas asfálticas contendo o CAP convencional e o CAP modificado com 2% de LCC, após os citados processos de envelhecimento, foram caracterizadas mecanicamente utilizando-se os ensaios de Módulo de Resiliência (MR), Resistência a Tração (RT), Vida de Fadiga (VF), Módulo Dinâmico |E*| e Creep Dinâmico (CD). Os resultados encontrados para os ensaios realizados no CAP apontam que o LCC atua como antioxidante em amostras envelhecidas a curto prazo, porém não apresenta o mesmo comportamento para amostras envelhecidas a longo prazo. Após a análise dos resultados realizados nas misturas asfálticas, pode ser dito que o LCC causou uma leve redução da rigidez destas misturas asfálticas e que, possivelmente, polimerizou ao ser submetido ao envelhecimento em estufa e no PAV. O processo de envelhecimento mais agressivo foi o que submeteu a mistura solta ao envelhecimento em estufa durante nove dias.
Abstract: The aging of petroleum asphalt cement (AC) is a natural process caused mainly by volatilization of lighter fractions and oxidation reactions. It is known that, over the years, the asphalt mixtures age and become more rigid. This stiffening may contribute to fatigue cracks in asphalt pavements, and thus, can make them more resistant to permanent deformation. The cashew nut shell liquid (CNSL) is a "green additive", coming from a renewable and biodegradable source and has antioxidant characteristics. In Brazil, some studies highlight the CNSL antioxidant characteristics, however, few are the works that consider their application in paving. In this study, the CNSL is proposed as a modifier for the AC 50/70 for the purpose of assessing its antioxidant potential. The asphalt mixes and the conventional AC and the one modified with 2% of CNSL were analyzed before and after various aging processes performed in the laboratory and in a natural state. The asphalt mixtures were aged in different conditions, compacted and loose samples. After the aging processes and the recovery of the AC, they were evaluated in relation to their empirical and rheological properties and compared to those obtained for the unaged state. Furthermore, the effects of oxidative aging was analyzed by infrared spectroscopy - FTIR (fourier transform infrared) and changes in the SARA (Saturates, Aromatics, Resins and Asphaltenes) composition through chromatography. The asphalt mixtures containing conventional AC and the AC modified with 2% of CNSL, after the aforementioned aging processes were characterized mechanically using of resilience modulus (RM), tensile strength (TS), fatigue life, dynamic modulus |E*| and dynamic creep (DC) hots. The results for the tests performed indicate that the CNSL acts as an antioxidant for the short term period, but it does not show the same behavior for the long-term aged samples. After analyzing the results achieved for the asphalt mixtures, it can be said that the CNSL caused a slight reduction in stiffness of these mixtures and, possibly, polymerized when subjected to aging. The most aggressive aging process was the one that subjected the loose mixture samples to the long term aging during nine days.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/11174
metadata.dc.type: Dissertação
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